质膜异质性的最小模型需要将皮层肌动蛋白与临界性耦合

我们提出了一个质膜异质性的最小模型，该模型将临界性与皮层细胞骨架的连接性相结合。我们的模型受到最近在脱离皮层细胞骨架的质膜囊泡中观察到的微米级临界涨落的启发。我们通过一个守恒序参量伊辛模型来引入临界性，该模型与一个通过点状钉扎位点相互作用的简单肌动蛋白细胞骨架相耦合。利用这个最小模型，我们重现了质膜筏异质性的若干实验观察。生理温度下的小尺度（r~20nm）动态涨落源于临界性。包含与皮层细胞骨架的连接会破坏大尺度涨落，阻止低温（T<=22℃）下的宏观相分离，并为生理温度（T=37℃）下的长寿命涨落提供了一个模板。细胞骨架稳定的涨落对某些膜组分的扩散产生了显著障碍，这种障碍对钉扎位点数量的依赖性较弱，而对临界性的依赖性很强。更一般地，我们证明了临界涨落通过提供远距离相互作用的通道，为组织和空间分离膜组分提供了一种物理机制。